Буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

(54) БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к получению насыщенного солевого глинистого раствора, используемого для разбуривания отложений гипса и пород. Известен буровой раствор, содержащий кальцевую глину, поваренную соль, сернокислый натрий и воду 1. Недостатком раствора является то, что он не может быть использован при высоких забойных температурах, так как растворимость сернокислого натрия при 20 С ниже, чем хлористого, и равна 16,25%, в связи с этим, насыщенный хлористым и сернокислым натрием буровой раствор в условиях забойных температур (выше 100 С) окажется ненасыщенным. Данный раствор имеет повышенную водоотдачу. Извест1й 1 также буровой раствор, содержащий глину, хлористый натрий, понизитель водоотдачи, Hanpiiriep карбоксиметилцеллюлозу и воду 2. Недостатком данного раствора является то, что аи не предотвращает кавернообразование за счет выщелачивания солей в условиях высших забойных температур при разбуривании переслаивающихся терригенных и хемогенных отложений, так как имеет место увеличение растворимости хлористого натрия с повьш1ением температуры и высокая степень глинистых пород. При 20 С в соленасыщенном растворе содерзштся 26,4% хлористого натрия, а при 100 с - 20%. Поэтому насыщенный раствор в условиях высоких забойных температур окажется ненасыщенным, что вызовет растворение разбуриваемых солей и образование каверн. При циркуляции по мере движения раствора от забоя к устью, его температура снижается и хлористый натрий, выкристаллизовываясь из раствора, адсорбируется на стенках скважины, умекьшая ее диаметр.

389

Цель изобретения - предотвращение, образования каверн за счет выщелачивания солей при разбуривании соленоеных отложений в условиях забойных температур.

Цель достигается тем, что раствор дополнительно содержит карбонат калия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глина5,6-7

Хлористый натрий 21,5-24,5 Понизитель водоотдачи2-3Карбонат калия 2-9 Вода Остальное . Известно, что растворимость карбоната калия при 20 С составляет 52,1%, т.е. она при обычных условиях значительно выше растворимости хлористого натрия при высокой температуре.

Лабораторньп опытом установлено, что в насыщенном хлористым натрием водном растворе, приготовленном растворением 36 г хлористого натрия в 100 мл воды, дополнительно растворяют 15 г карбоната калия. Суммарная растворимость солей при этом равна 51 г в 100 мл воды и 33,74 мас.%. Сернокислый натрий в водном растворе насыщенном хлористым натрием (известный) не растворяется.

Пример 1. К 500 мл воды добавляют 50 г глины. Суспензию перемешивают в течение 2 ч на лабораторНой мешалке для диспергирования глины, затем раствор обрабатывают КЩ-600 в количестве 10 г и добавляют 180 г хлористого натрия (до полного насыщения водной фазы).

Пример 2, К 500 мл воды добавляют 50 г глины. После перемешивания суспензии на лабораторной мешалке в течение 2 ч в нее добавляют 10 КЩ-600, затем вводят 180 г хлористого натрия и добавляют I5 г карбоната калия.

Пример 3. К 500 мл воды добавляют 50 г глины, перемешивают на лабораторной мешалке в течение 2 ч, обрабатывают КМЦ-600 в количестве 10 г, затем вводят 180 г хлористого натрия и добавляют 75 г карбоната калия.

Приготовленные пробы прогревают При С в течение 6 ч в автоклаве. До и после термостатирования определяют показатели раствора и минерализацию фильтрат.

Состав приготовленных растворов мас.%, представлен в табл. I.

Таблица

Показатели растворов до и после термостатирования, а также минерализация фильтрата представлены в табл. 2.

c-g

л er s e; о Из табл. 2 видно, что добавка карбоната калия в насыщенный хлорис тым натрием буровой раствор, практически не оказывает влияния на его показатели.. Минерализация фильтратов проб, содержащих хлористый натрий, равна максимальному содержанию по хлорист му натрию, т.е. составляет 26,4%. Применение бурового раствора насыщенного хлористым натрием с добав кой карбоната калия позволяет в условиях высоких забойных температур |3а счет подавления растворимости со пей хлористого натрия и снижения ги ратации глинистых пород предотвратить образование каверн. Отсутствие перенасыщенного по хло ристому натрию в поверхностных условиях бурового раствора позволяет предотвратить сужение стенок скважины в верхних ее интервалах за счет выкристаллизации солей. Использование бурового раствора позволяет сократить затраты времени С1яязанные с проработкой сужений ств ла скважины, разбуриванием обвалившихся пород, увеличением проходки на долото, уменьшением количества долблений, снизить расход химически 1. 8 реагентов, материалов, цемента при разбуривании соленосных отложений и цементировании обсадных колонн. Формула изобретения Буровой раствор, содержащий глину, хлористый натрий, понизитель водоотдачи, например карбоксиметилцеллкшозу КМЦ и воду, отличающийс я тем, что, с целью предотвращения образования каверн за счет выщел&чивания солей при разбуривании соленоеных отложений в условиях забойных температур он дополнительно содержит карбонат калия при следующем соотношении ингредиентов, ма&,%: 5,6-7 21,5-24,5 Хлористый натрий Понизитель водоотдачиКарбонат калия Вода Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 317777, кл. С 09 К 7/04, 1967. 2.Паус К.Ф. Буровые рас.творы. М. Недра, 1973, с. 209.